Materiales de Construcción: Acero, Madera y Hormigón

Componentes de Estructuras Espaciales (Mallas de Acero)

Barras (Perfiles de Acero)

Pueden tener diferentes secciones:

• Perfiles abiertos: I, H, U, L
• Perfiles cerrados: de sección cuadrada y, sobre todo, circular.

Nudos

Las uniones son la clave para conseguir una estructura estable. Hay varios métodos:

• Soldadura: Requiere un gran control de medios no destructivos para comprobar su correcta ejecución.
• Atornillado: Consiguen transmitir las solicitudes, soportando cortante o las reacciones en su sección. Siempre hay que colocar dos tornillos. Es el método más usual que se coloca en obra. En el caso de tornillos de alta resistencia (TAR), no soporta el tornillo el esfuerzo, sino las superficies comprimidas por el rozamiento de las caras.

Tipos de Estructuras Espaciales

1. Estructuras estereas
2. Estructuras tensadas
3. Estructuras desplegables

Ventajas de las Estructuras Espaciales

• Sencillez conceptual
• Idóneas y económicas para cubrir grandes luces
• Ligereza, estabilidad, rigidez, gran resistencia
• Los elementos que las forman requieren poco mantenimiento porque traen sistemas de protección incluidos
• Gran libertad de diseño
• Se pueden suprimir los elementos estructurales secundarios
• De montaje sencillo y rápido, permite reducir mano de obra y permite colocar elementos auxiliares en el paso de instalaciones

Inconvenientes de las Estructuras Espaciales

• Dificultades para realizar el cálculo de la estructura; por su gran dimensión, es necesario incluir en el cálculo las tensiones térmicas
• Pueden sufrir daños en los procesos de montaje y puesta en obra
• Exige precisión en los procesos de replanteo y ejecución de la obra
• Es necesario un especial cuidado en lo que se refiere a la resistencia al fuego y a la corrosión
• Necesita el mismo espacio de la cubierta al lado para montarla

Ventajas de la Madera Laminada contra Aserrada

• Se eliminan los nudos
• Se suprimen los nódulos de resina
• No aparecen fendas de secado
• Posibilidad de mayores secciones

Tableros Derivados de la Madera

Son piezas en que predominan dos de sus dimensiones sobre una tercera y en la que el material constituyente principal es la madera.

Tipos de Tableros Derivados de la Madera

• Tablero de partículas
• Tablero de fibras orientadas
• Tablero de tablas
• Tablero contrachapado
• Tablero laminado
• Tablero mixto o complejo

Tablero Contrachapado

Se denomina chapa a una lámina de madera de un espesor < 5mm y se obtiene por desenrollado del tronco que gira a alta velocidad. El encolado de las chapas se realiza alternando fibras paralelas a la dimensión mayor del panel con fibras perpendiculares, sometiendo después la pieza al prensado con control de temperatura para el correcto fraguado de la cola.

Características:

• Resistencia en las dos direcciones, por tener fibras
• Propiedades uniformes
• Escaso peso
• Permite el curvado de la pieza con facilidad
• Material de gran durabilidad y resistente a la humedad como material de encofrado

Tablero Laminado

Se suele recubrir con una capa de acabado de chapa, denominado tablero de "alma aligerada". Es un tablero formado por listones y recubrimiento de madera de espesor de 2-5 cm y ancho 7-30 cm.

Tablero Mixto (También llamado Sandwich)

Compuesto por:

• Núcleo interior con la adecuada rigidez y con capacidad de aislamiento
• Tableros exteriores contrachapados

Ventajas del Uso de Tableros como Sistema Estructural

• Rapidez de montaje y ejecución de la estructura
• Eficacia energética
• Costo competitivo
• Flexibilidad

Propiedades de la Madera Laminada Encolada

• Estabilidad ante agentes agresivos
• Resistencia y bajo peso específico
• Durabilidad
• Necesidad de mantenimiento
• Estabilidad ante el fuego

Ventajas de la Madera Laminada Encolada

• Obtención de grandes piezas de madera sin fendas de secado
• Mejor aprovechamiento de la madera
• Fabricación de elementos constructivos a partir de piezas pequeñas y de dimensiones comerciales
• Posibilidad de proyectar elementos de secciones no uniformes
• Obtención de tensiones resistentes adecuadas a las tensiones de trabajo
• Posibilidad de construir piezas curvas (3 procedimientos):
  • Curvado: Limitado por el espesor de la pieza
  • Cortado: Se desperdicia mucho material y las piezas no tienen buenas condiciones
  • Laminado y encolado: Es el mejor procedimiento, con posibilidades enormes

Inconvenientes de la Madera Laminada Encolada

• La preparación previa al encolado encarece el precio final de las piezas
• Necesidad de mano de obra especializada y de equipo especial
• El diseño se tiene que adaptar a las limitaciones de transporte y posterior manipulación

Tipos de Hormigones y Morteros

Se clasifican en función de la composición de los monómeros y de la forma que se introduce en el material.

1. Hormigón impregnado con polímeros (HIP): Impregnado de un monómero y posterior polimerización. La aplicación se realiza sobre hormigón endurecido.
2. Mortero hidráulico polimérico (MHP PCC): Sobre el hormigón fresco se añade un monómero que polimeriza durante el curado.
3. Hormigón polimérico (HP): Áridos inertes ligados con resinas sintéticas como matriz, con un fraguado a temperatura no extrema.

Aplicaciones de los Hormigones Impregnados con Polímeros (HIP)

• Limitados a cosas muy específicas
• Uso a veces en prefabricados
• Elementos expuestos en ambientes agresivos

Aplicaciones de los Hormigones Poliméricos (MHP PCC)

• Masillas y mastiques herméticos con resistencia química y al agua
• Revestimientos estancos y elásticos de retracción aceptable
• Material base para losas y suelos herméticos e impermeables
• Depósitos monolíticos y prefabricados para la industria química
• Revestimientos exteriores

Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio (GRC)

Características: Altas resistencias a compresión, tracción, flexión, al impacto, a cortante y poca densidad.

Composición: Arena, agua, fibra de vidrio, aditivos y fillers.

Propiedades: Docilidad, resistencia al impacto, disminución de fisuración, durabilidad, adherencia, resistencia al fuego, impermeabilidad.

Aplicaciones: Gunitado, revestimientos de canales y taludes, losas de hormigón, pilotes para hinca, jardinería, saneamiento, electricidad, autopistas y carreteras, encofrados perdidos, elementos prefabricados.

Ferrocemento

Definición: Material compuesto de matriz de mortero de cemento hidráulico con armadura, empleado en estructuras de pequeño espesor.

Propiedades: Resistencia a tracción, resistencia a presión, resistencia al impacto, impermeabilidad.

Aplicaciones: En edificación: prefabricados, forjados y paneles, viviendas prefabricadas, cubiertas de FC, vigas mixtas, cubiertas espaciales, láminas plegadas, láminas onduladas.